地平线上的月亮为什么大一些
孙正凡
小小的月亮在贴近地平线时看起来格外大，这个视错觉究竟是为什么？这个问题从有史以来就困扰着天文学家们，至今没有得到明确的解答。
古诗里的大月亮
在天文学上有一个显而易见却“不该出现”的现象，那就是当太阳或月亮处在地平线附近的时候，它们会显得格外大。其实我们在小学课文《两小儿辩日》里就已经见到过古人对这个问题的关注了，那就是“日初出大如车盖，及日中则如盘盂”。
同样，在宋朝大诗人陆游的诗句里我们也可以看到对这个现象的描写：
晓出东城
宋·陆游
听彻清笳听晓钟，据鞍漏鼓尚冬冬。
西楼落月径三尺，北岭乱云生半峰。
苍磴幽寻过古寺，绿畴小驻劳春农。
烟村已远犹回首，恐有鹓雏与伏龙。
古代夜里以钟鼓报时，一夜五更。钟鼓未尽，诗人已经上马启程东去。回望西楼，看到了大大的月亮正在落下，看上去足足“径三尺”。由于陆游是在清晨看到满月正在落下，由此我们可知，这天是夏历十五前后，月亮和太阳正好相对。出城之后，诗人看到了一派郊野春色：田野、古寺、乡村和劳作的农民。鹓雏（yuān chú）是传说中的瑞鸟，类似凤凰，在《庄子·秋水》篇中，庄子就曾经以“鹓雏”自喻。所以这里类似《三国演义》里用来比喻诸葛亮和庞统的“伏龙、凤雏”，即隐居民间的贤才。
我们平时在高空见到的月亮，其实挺小的。一般描写月亮会比喻成“玉镜”“玉盘”，比如李白写月亮“小时不识月，呼作白玉盘”，宋代范成大“星汉淡无色，玉镜独空浮”，古人用的铜镜、盘子，大不过一尺。所以陆游才会在这首诗里写下了落月“径三尺”给他留下的深刻印象。其实如果我们仔细琢磨一下其他描写地平线处月亮或太阳的诗句，也同样能够体会到“大月亮”“大太阳”的存在。
杜甫《旅夜抒怀》诗中写道“星垂平野阔，月涌大江流”，以及孟浩然的《宿建德江》“野旷天低树，江清月近人”，不约而同地描写在旷野、大江之上“涌出”的月亮，视觉效果如此震撼，当然是月望时节傍晚“近人”的“大月亮”。王维《使至塞上》“大漠孤烟直，长河落日圆”则是借沙漠作为背景描写孤烟、长河与落日的塞外风光，场面宏大，这显然也是一轮“大太阳”。只是如今城市的地平线都已经被高楼大厦遮蔽，我们很难见到了。
大月亮错觉
“海上生明月，天涯共此时。”月亮在低空时看上去感觉比在高空时要大，这个现象被称为“大月亮错觉”（Moon illusion）。地平线上的“大月亮”，不是只有几个人才能见到的特殊现象，古今中外人见皆同，在许多文化中都有记录。
当然，大多数古代文明可能会像《列子·汤问》中记述的那样，认为“大月亮”“大太阳”是由于距离变化引起的。不过只要我们对现代天文学有所了解，就知道这种说法根本不会成立——由于地月距离关系的变化，月球的角直径会发生改变，从33.5角分（在近地点）到29.43角分（在远地点）之间变化。
在同一天里，太陽、月亮的大小不会有明显变化。月亮直径虽然有3 476千米，它到地球的距离是38.4万千米；太阳直径139万千米，可它距离地球1.5亿千米。太阳的直径和距离都是月亮的约400倍，这个巧合决定了我们眼里看到的太阳、月亮大约只有30角分，因此它们看上去是相当小的。
公元前4世纪，亚里士多德曾认为，在地平线附近的月球看起来比较大是地球大气层的放大作用造成的，但这是他老人家又一个著名的错误认识。实际上，由于在高空月亮离我们可以说更近了一点儿（考虑地球半径），它在地平线上应该显得更小才对；而且在地平线上，大气层的折射作用不但不会放大，反而会在竖直方向上压缩一点儿。
有意思的是，虽然我们看来在地平线上满月要大很多，但如果我们用仪器去测量它时，却会发现，对于地平线上和在高空的月亮，测量结果却是一样的。这一点在连续拍摄的月亮升起或者日食、月食的照片（月球串像）中更为明显。这就说明，“大月亮错觉”实际上发生于我们对太阳、月亮的观察之中，是我们的大脑在处理过程中发生的问题。
古老问题的探索
对于“大月亮错觉”最早的一种貌似合理的解释是，在地平线附近有很多建筑物可以做对比让我们觉得月亮很大，而在空旷的高空没有什么参照物可以让我们去感受月亮的大小。这种由于参照物变化而产生的错觉后来被称为“艾宾浩斯错觉”。
另一种解释则认为，月亮看上去大小不一样，是因为我们对于“天”的距离的认知并不是一个完美的球形，而是顶部平坦的穹顶。我们在抬头看天的时候，总是认为头顶天空离我们比较近，而地平线附近的天离我们非常远。那么，由于月亮的实际大小是不变的，所以当它位于“离我们比较远”的地平线上时，我们大脑经过处理会认为地平线上的月亮比较大，所以进行了“脑补”。这个解释是在公元200年左右由克莱门德（Cleomedes）提出来的，叔本华也在1813年指出，“月亮错觉完全是理性，而非光学或感官错觉”。
1989年出版的一本关于月亮错觉的专著中，由不同的研究者给出了24种解释。2002年的另一本专著则指出，在目前数十种解释中还没有任何一种理论能够获得决定性的胜利。
美国天文专栏作家菲尔·普莱特（Phil Plait）还提出了一个“消除”大月亮错觉的有意思的方法，他建议当我们看地平线附近的月亮时，可以“拿大顶”，头朝下脚朝上，这样月亮看起来就跟高空月亮是一样大小了。是不是这样？你来试试看吧。
